[发明专利]一种立体条码、识别方法及室内辅助地图构建方法

权利要求书

1.一种立体条码，其特征在于：

具有由多个单位宽度的“凹”部分和“凸”部分按所要包含的信息排列组成的平行条状结构，在“凹”部分内部覆盖吸光材料。

2.按权利要求1所述的立体条码，其特征在于：“凹”部分的深度为：

d<Δwtanγ]]>

“凹”部分或“凸”部分的宽度为：

Δw≈l×Δθ

其中Δw为横向分辨能力，l为与目标的相对距离，Δθ为激光雷达的角度分辨率,γ为墙体法向与雷达正向夹角，d为深度。

3.按权利要求1所述的立体条码，其特征在于：“凹”部分和“凸”部分相邻处为具有棱角的直角面连接或斜面连接。

4.按权利要求1所述的立体条码，其特征在于：依次包括起始标识、条码长度、条码数据、校验数据以及结束标识，其中条码长度为起始标识与结束标识之间的距离，条码数据为目标对象的编号，校验数据为异或校验，起始标识与结束标识均为“凹”部分和“凸”部分生成的二值数据。

5.一种立体条码识别方法，其特征在于包括以下步骤：

立体条码的“凹”部分和“凸”部分分别代表二进制中的二值数据；

激光雷达向目标条码发射探测信号；

将接收到的从目标条码反射回来的信号即目标回波与发射信号进行比较，通过测量信号的传播时间来确定扫描仪与对象的相对距离，从而得到二值数据；

对二值数据进行解析，获得立体条码信息。

6.按权利要求5所述的立体条码识别方法，其特征在于：当激光雷达向目标条码发射探测信号为连续模式时，接收装置通过比较接收波形与发射波形确定相位差从而获得传播时间：

tL=φ2πT+nT]]>

其中，T为周期，φ为相位差，n为传播过程中的整波数；

传播时间与距离的关系为：

tL=2scs=12ctL]]>

其中，t_L为信号传播时间，s为激光雷达与目标相对距离，c为光速。

7.一种室内辅助地图构建方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在室内选择地点放置携带地点信息的立体条码；

2)机器人通过激光雷达进行扫码；

3)利用激光雷达所测数据换算成与目标的相对距离，识别环境信息；

4)利用上述环境信息构建室内辅助地图。

8.按权利要求7所述的室内辅助地图构建方法，其特征在还包括以下步骤：

当机器人的激光雷达与墙面成夹角时，条码形状检测出现畸变，采用如下方法进行矫正：

以雷达为原点建立平面直角坐标系；

根据激光雷达所返回数据(ρ,θ)，计算直角坐标下数据(x,y)

x＝ρ×cos(θ)

y＝ρ×sin(θ)

利用最小二乘法取得雷达坐标系下的墙面直线方程

y‾=ax‾+b]]>

a=Σi=1nxiyi-1nΣi=1nxiΣi=1nyiΣi=1nxi2-1n(Σi=1nxi)2]]>

b=y‾-ax‾]]>

计算直线与雷达自然坐标系的横轴夹角α：

α＝arctan(a)

建立新坐标系，其原点与原坐标系重合，横轴与墙面平行，所得的数据及墙面方程转换到新坐标系下

x′y′=cos(α)sin(α)-sin(a)cos(α)xy]]>

其中，x,y为旋转前坐标数据，x′y′为旋转后坐标数据；

将墙面直线与数据做差，选取合适阈值进行二值化，得到凹槽的二进制数据。